[发明专利]一种皮带式抽油机的速度控制装置

说明书

本发明提供了一种皮带式抽油机的速度控制装置，属于抽油机设备领域。其技术方案为：一种皮带式抽油机速度控制装置，包括抽油机，其特征在于，还包括用于检测光杆位置的信号采集器一，用于检测电动机角位移的信号采集器二，用于采集电参数的信号采集器三，还包括用于信号接收和处理的控制单元。本发明的有益效果为：实时监测皮带式抽油机光杆的位置，在光杆接近死点时，提前采取处理以便减小换向时的机械冲击，延长抽油机机械系统寿命。

技术领域

本发明涉及抽油机领域，尤其涉及一种皮带式抽油机的速度控制装置。

背景技术

皮带式抽油机是一种具有国际领先水平的长冲程、慢冲次、纯机械传动的抽油机，操作简单，维护方便，使用安全，其良好的采油工艺性能和可靠的机械性能使得该抽油机在是世界上应用最广泛的一种无游梁抽油机。但是皮带式抽油机在换向过程中，即光杆到达上死点和下死点位置时，由于负荷的加大造成输入轴窜轴，齿轮受损，对设备带来冲击，并影响电动机的运行效率，这不但会使电动机本身能耗有所增加，而且给电网造成了附加损耗，降低了电网容量和变压器设备的利用率。因此，需要实时监测皮带式抽油机光杆的位置，以便在光杆接近死点位置时提前采取处理。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以实时监测皮带式抽油机光杆的位置，在光杆接近死点时，提前采取处理以便减小换向时的机械冲击，延长抽油机机械系统寿命的皮带式抽油机的速度控制装置。

本发明是通过如下措施实现的：一种皮带式抽油机速度控制装置，包括抽油机，其特征在于，还包括用于检测光杆位置的信号采集器一，用于检测电动机角位移的信号采集器二，用于采集电参数的信号采集器三，还包括用于信号接收和处理的控制单元。

进一步，所述信号接受器一为接近开关一，所述接近开关一设置在抽油机上且与所述光杆下死点的位置相对应。所述信号接受器二包括接近开关二，所述接近开关二设置在散热风扇的防护罩上，扇叶上均设置有铁片，所述接近开关与所述散热风扇的转轴偏心设置且与所述铁片相对应，所述信号接收器三为电参数采集器，所述电参数采集器的输入端与变频器的输出端电连接，所述控制单元为可编程逻辑控制器PLC，所述可编程逻辑控制器PLC的输入模块电连接有所述接近开关一、所述接近开关二和所述电参数采集器的输出端，输出模块连接有所述变频器，所述散热风扇的扇叶至少均匀设置有三个。所述散热风扇为电动机的散热风扇，所述变频器用来控制电动机。

皮带式抽油机的工作原理为：电动机经过皮带传动作为减速箱的输入，减速箱的输出驱动链轮运动带动主动轮旋转，从动轮在链轮链条的带动下带动循环泵运动，循环泵上下分别连接着两个链条，两条链条分别通过天轮等滑轮结构与光杆和平衡块相连，主动轮系统的循环运动驱动光杆完成抽油和提升的往复运作。所述皮带式抽油机为现有技术，在此不再赘述。

其中，光杆在一个完整的冲程过程中上下移动的距离是不变的，同样电动机在这个过程中转动的圈数也是一定的，因此可以通过监测电动机转动的圈数和光杆在一个行程内的固定位移确定光杆在电动机转动多少圈时接近死点。

所述接近开关一可用来确定光杆到达下死点的位置，并发出信号。所述接近开关二和所述铁片可以用来确定电动机转动的圈数。电动机每转动一圈，所述铁片与所述接近开关二配合会发出脉冲信号。

分析光杆位移与电动机转速的关系:将完整的运动冲程冲程进行时间分段，一个完整的冲程分为上冲程和下冲程，如图1所示，--代表的是光杆速度曲线；…代表的是光杆加速度曲线，横轴为行程，纵轴为速度。A点代表光杆在一个冲程中的下死点位置，光杆开始向上做加速度减小的加速运动，运动到B点位置速度最大，B点之后光杆开始做匀速运动直到C点，C点开始换向，光杆做加速度增加的减速运动，D点代表光杆到达冲程的最高点，DE段开始做加速度减小的加速运动，EF段是匀速，FA段做加速度增加的减速运动到达下死点，分别分析各个时间段内悬点的速度，尤其是光杆在到达上下死点时悬点的速度，公式为：将完整的单个运动冲程进行时间分段，分别分析各个时间段内悬点的速度，尤其是所述光杆在到达上下死点时悬点的速度，分析推导得：